PCR 反應(ying)體(ti)系由反應(ying)緩(huan)沖(chong)液(10×PCR Buffer)、脫(tuo)氧核(he)苷(gan)三磷酸(suan)底物(dNTPmix)、耐(nai)熱 DNA 聚合(he)酶(mei)(Taq 酶(mei))、寡聚核(he)苷(gan)酸(suan)引物(Primer1,Primer2)、靶(ba)序列(lie)(DNA 模(mo)板(ban))五部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。各(ge)個組(zu)份都(dou)能(neng)影響 PCR 結(jie)果(guo)的(de)好(hao)壞(huai)。PCR反應(ying)需要(yao)壹定(ding)的條件(jian)才(cai)能完成,這些條件(jian)主(zhu)要(yao)有以下(xia)方面(mian):
壹、緩(huan)沖(chong)液
任(ren)何壹個生(sheng)化(hua)反應(ying)都必須(xu)在(zai)壹定(ding)的緩(huan)沖(chong)體(ti)系中進行(xing),緩(huan)沖(chong)體(ti)系除(chu)了(le)提(ti)供(gong)壹定(ding)的pH緩(huan)沖(chong)能力(li)外,還(hai)有壹些有助於(yu)反應(ying)進行(xing)的成(cheng)分(fen)。PCR反應(ying)緩(huan)沖(chong)液通(tong)常采用10 mmol/L Tris-HCl(pH 8.3-9.0,室(shi)溫(wen))緩(huan)沖(chong)液體(ti)系,其(qi)中含有可激(ji)活DNA聚合(he)酶(mei)的活性中心的二價(jia)陽(yang)離(li)子(zi),壹般(ban)采(cai)用Mg2+,以(yi)MgCl2的(de)形(xing)式提供(gong),Mg2+的濃(nong)度高(gao)低(di)可(ke)顯著(zhu)影響 PCR擴(kuo)增產物的(de)特(te)異(yi)性,此外,緩(huan)沖(chong)液中還含有50 mmol/L的K+,有利於(yu)引(yin)物與模(mo)板(ban)的退火。有些緩(huan)沖(chong)液中還加入明(ming)膠(jiao)或(huo)血清白蛋白(100 μg/mL)及(ji)去(qu)汙(wu)劑(如(ru)Twcen20 等(deng)),對(dui)Taq DNA聚合(he)酶(mei)起穩定(ding)作用。
二(er)、模(mo)板(ban)
PCR模(mo)板(ban)是含有待(dai)擴(kuo)增序列(lie)的 DNA、mRNA或(huo)cDNA等(deng),模(mo)板(ban)數量(liang)可(ke)直(zhi)接(jie)影響擴(kuo)增的(de)效果(guo)。對(dui)於(yu)壹般(ban)的(de) PCR擴增,104~107個(ge)模(mo)板(ban)分(fen)子(zi)可(ke)達到滿意的效果(guo),壹般(ban)宜(yi)用納(na)克(ke)(ng)級的(de)克(ke)隆(long)DNA、微克(ke)(μg)水平的(de)染(ran)色體(ti)DNA或(huo)102~105拷貝待(dai)擴(kuo)增的(de)DNA片段作為(wei)起(qi)始(shi)材料(liao)。除(chu)了(le)數(shu)量(liang)外(wai),模(mo)板(ban)的質量(liang)也(ye)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),不能有太多(duo)的(de)蛋白質和(he)其他(ta)汙(wu)染,特(te)別(bie)是其他(ta)DNA的汙(wu)染,即(ji)使是痕量(liang)的(de)DNA,也(ye)會(hui)導致(zhi)非(fei)特(te)異(yi)性產物。
三、dNTP
dNTP是dATP、dTTP、dGTP、dCTP的總(zong)稱(cheng)。貯(zhu)備(bei)液為(wei)pH 7.0 左(zuo)右(you),其(qi)濃(nong)度壹般(ban)為(wei)20 mmol,-20℃保(bao)存。體(ti)系中為(wei)20~200 μmol即(ji)可,過(guo)低(di)則反應(ying)速度(du)下降(jiang),濃(nong)度過(guo)高(gao)則特(te)異(yi)性下降,因(yin)為(wei)dNTP能(neng)絡合(he)溶(rong)液中的Mg2+,產生(sheng)錯(cuo)配或(huo)抑(yi)制Taq DNA聚合(he)酶(mei)活性。
四、耐(nai)熱的(de)DNA聚合(he)酶(mei)
PCR反應(ying)中使用的(de) DNA聚合(he)酶(mei)必須(xu)耐(nai)高溫(wen),在(zai)90℃以上的(de)高溫(wen)下(xia)仍能有活性,正是由於(yu)耐(nai)熱DNA聚合(he)酶(mei)的應(ying)用才(cai)使(shi) PCR技術得以實現(xian),目(mu)前(qian)使(shi)用的(de)耐(nai)高溫(wen)DNA聚合(he)酶(mei)主(zhu)要(yao)有Taq DNA聚合(he)酶(mei)、Tth DNA聚合(he)酶(mei)、Vent DNA聚合(he)酶(mei)、Pfu DNA聚合(he)酶(mei)和(he)Pwo DNA聚合(he)酶(mei)等(deng)。
五(wu)、引(yin)物
PCR反應(ying)的最佳(jia)條件(jian)根(gen)據(ju)大量(liang)的(de)研(yan)究報(bao)道,PCR反應(ying)的最佳(jia)條件(jian)為(wei):①Taq DNA聚合(he)酶(mei)的濃(nong)度為(wei)1.0-2.5 U/100μL反應(ying)液;②dNTP的(de)濃(nong)度為(wei)20~200 μmol/L;③Mg2+濃(nong)度為(wei)0.5~2.5 mmol/L;④引(yin)物的(de)濃(nong)度為(wei)0.2~1.0 μmol/L。在(zai)準備(bei)具(ju)體(ti)的PCR反應(ying)時,還(hai)要(yao)針對模(mo)板(ban)特(te)性、PCR儀(yi)等(deng)進(jin)行(xing)上述反應(ying)體(ti)系的(de)優(you)化(hua),並設(she)置試(shi)驗確(que)定(ding)連退火溫(wen)度(du)、延伸時間(jian),建立(li)其相(xiang)應(ying)的PCR反應(ying)優(you)程(cheng)序。